Как сделать паяльную станцию

Маленькая паяльная станция своими руками v2

Некоторое время назад я собрал маленькую паяльную станцию, о которой хотел рассказать. Это дополнительная упрощенная паяльная станция к основной, и конечно не может ее полноценно заменить.

Основные функции:

1. Паяльник. В коде заданы несколько температурных режимов (100, 250 и 350 градусов), между которыми осуществляется переключение кнопкой Solder. Плавная регулировка мне тут не нужна, паяю я в основном на 250 градусах. Мне лично это очень удобно. Для точного поддержания температуры используется PID регулятор.

Заданные режимы, пины, параметры PID можно поменять в файле 3_Solder:

struct < static const byte termistor = A2; // пин термистора static const byte pwm = 10; // пин нагревателя static const byte use = 15; // A1 пин датчика движения паяльника int mode[4] = ; // режимы паяльника byte set_solder = 0; // режим паяльника (по сути главная функция) static const double PID_k[3] = ; // KP KI KD static const byte PID_cycle = air.PID_cycle; // Цикл для ПИД. Участвует в расчетах, а также управляет частотой расчетов ПИД double PID_in; // входящее значение double PID_set; // требуемое значение double PID_out; // выходное значения для управляемого элемента //unsigned long time; unsigned long srednee; > sol;

2. Фен. Также заданы несколько температурных режимов (переключение кнопкой Heat), PID регулятор, выключение вентилятора только после остывания фена до заданной температуры 70 градусов.

Заданные режимы, пины, параметры PID можно поменять в файле 2_Air:

struct < static const byte termistor = A3; // пин термистора static const byte heat = A0; // пин нагревателя static const byte fan = 11; // пин вентилятора int mode_heat[5] = ; // быстрые режимы нагревателя byte set_air = 0; // режимы фена (нагреватель + вентилятор) по сути главная функция static const double PID_k[3] = ; // KP KI KD static const byte PID_cycle = 200; // Цикл для ПИД. Участвует в расчетах, а также управляет частотой расчетов ПИД double PID_in; // входящее значение double PID_set; // требуемое значение double PID_out; // выходное значения для управляемого элемента unsigned long time; unsigned long srednee; boolean OFF = 0; > air;

1. Паяльник применил от своей старой станции Lukey 936A, но с замененным нагревательным элементом на китайскую копию Hakko A1321.
2. Кнопка отключения отключает сразу все что было включено.
3. Можно одновременно включать и паяльник и фен.
4. На разъеме фена присутствует напряжение 220В, будьте осторожны.
5. Нельзя отключать паяльную станцию от сети 220В пока не остынет фен.
6. При отключенном кабеле паяльника или фена, на дисплее будут максимальные значения напряжения с ОУ, пересчитанные в градусы (не ноль). Поясню: если например просто подключить кабель холодного паяльника должен показывать комнатную температуру, при отключении покажет например 426. Какой в этом плюс: если случайно оборвется провод термопары или терморезистора, на выходе ОУ будет максимальное значение и контроллер просто перестанет подавать напряжение на нагреватель, так как будет думать что наш паяльник раскален и его нужно охладить.
7. Защиты от КЗ нет, поэтому рекомендую установить предохранители.
8. Стабилизатор на 5В для питания Arduino используйте любой доступный с учетом напряжения питания вашего БП и нагрева в случае линейного стабилизатор. Так как у меня напряжение 20В установил 7805.
9. Паяльник прекрасно работает и при 30В питания, как в моей основной паяльной станции. Но при использовании повышенного напряжения учитывайте все элементы: стабилизатор 5В и то что напряжение вентилятора 24В.

1. Основная плата:

— Arduino Pro mini,
— сенсорные кнопки,
— дисплей от телефона Nokia 1202.

2. Плата усилителей:

— усилитель терморезистора паяльника,
— полевой транзистор нагрева паяльника,
— усилитель термопары фена,
— полевой транзистор включения вентилятора фена.

3. Плата симисторного модуля

— оптосимистор MOC3063,
— симистор со снабберной цепочкой.

— блок питания от ноутбука 19В 3.5А,
— выключатель,
— стабилизатор для питания Arduino.

А теперь подробнее по узлам.

1. Основная плата

Обратите внимание наименование сенсорных площадок отличается от фото. Дело в том, что в связи с отказом от регулировки оборотов вентилятора, в коде я переназначил кнопку включения фена. В самом начале регулировка оборотов была реализована, но так как напряжение моего БП 20В (увеличил на 1В добавлением переменного резистора), а вентилятор на 24В, решил отказаться. Сигнал с сенсорных кнопок TTP223 (включены в режиме переключателя Switch, на пин TOG подан 3.3В) считывается Arduino. Дисплей подключен через ограничительные резисторы для согласования 5В и 3.3В логики. Такое решение не совсем правильное, но уже работает несколько лет в разных устройствах.

Основная плата двухстороннего печатного монтажа. Металлизацию оставлял по максимуму, чтобы уменьшить влияние помех, а также для упрощения схемы сенсорных кнопок (для TTP223 требуется конденсатор по входу на землю для уменьшения чувствительности. Без него кнопка будет срабатывать просто при приближении пальца. Но так как у меня сделана сплошная металлизация этот конденсатор не требуется). Сделан вырез под дисплей.

Фото платы без деталей

На верхней стороне находятся площадки сенсорных кнопок, наклеена лицевая панель, припаивается дисплей. Площадки сенсорных кнопок и дисплей подключены к нижней стороне через перемычки тонким проводом. Типоразмер резисторов и конденсатора 0603.

Изготовление лицевой панели

Лицевую панель, по размерам из 3Д модели, я сначала нарисовал в программе FrontDesigner-3.0_rus, в файлах проекта лежит исходник.

Распечатал, вырезал по контуру, а также окно для дисплея.

Далее заламинировал самоклеящейся пленкой для ламинирования и приклеил к плате. Дисплей за также приклеен к этой пленке. За счет выреза в плате дисплей получился вровень с основной платой.

На нижней стороне находится Arduino Pro mini и микросхемы сенсорных кнопок TTP223.

2. Плата усилителей

Небольшое исправление

Как правильно заметил easyJet в схеме дифференциального усилителя была ошибка, отсутствовал резистор R11 (выделил цветом). Но ошибка не критичная, влияет при равенстве сопротивления R3 и терморезистора в паяльнике, то есть при комнатной температуре. В случае исправления потребуется калибровка температуры паяльника. В своей паяльной станции решил оставить как есть.

Схема паяльника состоит из дифференциального усилителя с резистивным мостом и полевого транзистора с обвязкой.

1. Для увеличения «полезного» диапазона выходного сигнала при низкоомном терморезисторе (в моем случае в китайской копии Hakko A1321 56 Ом при 25 градусах, для сравнения в 3д принтерах обычно стоит терморезистор сопротивлением 100 кОм при 25 градусах) применен резистивный мост и дифференциальный усилитель. Для уменьшения наводок параллельно терморезистору и в цепи обратной связи стоят конденсаторы. Данная схема нужна только для терморезистора, если в вашем паяльнике стоит термопара, то нужна схема усилителя аналогичной в схеме фена. Настройка не требуется. Только измерить сопротивление вашего терморезистора при 25 градусах и поменять при необходимости резистор 56Ом на измеренный.
2. Полевой транзистор был выпаян из материнской платы. Резистор 100 кОм нужен чтобы паяльник сам не включился от наводок если ардуина например отключится, заземляет затвор полевого транзистора. Резисторы по 220 Ом для ограничения тока заряда затвора.

1. Усилитель: типовая схема. Для уменьшения наводок параллельно термопаре и в цепи обратной связи стоят конденсаторы.
2. Обвязки у полевого транзистора ME9926 нет, это не случайно. Включение ничем не грозит, просто будет крутится вентилятор. Ограничения тока заряда затвора тоже нет, так как емкость затвора небольшая.

Нюансы: применение операционного усилителя LM321 (одноканальный аналог LM358) для дифферециального усилителя не является оптимальным, так как это не Rail-to-Rail операционный усилитель, и максимальная амплитуда на выходе будет ограничена 3.5-4 В при 5В питания и максимальная температура (при указанных на схеме номиналах) будет ограничена в районе 426 градусов. Рекомендую использовать например MCP6001. Но нужно обратить внимание что в зависимости от букв в конце отличается распиновка:

3. Плата симисторного модуля

Схема стандартная с оптосимистором MOC3063. Так как MOC3063 сама определяет переход через ноль напряжения сети 220В, а нагрузка — нагреватель инерционный элемент, использовать фазовое управление нет смысла, как и дополнительных цепей контроля ноля.

Нюансы: можно немного упростить схему если применить симистор не требующий снабберной цепочки, у них так и указано snubberless.

4. Блок питания

Выбор был сделан по габаритным размерам и выходной мощности в первую очередь. Также я немного увеличил выходное напряжение до 20В. Можно было и 22В сделать, но при включении паяльника срабатывала защита БП.

5. Корпус

Корпус проектировался под мой БП, с учетом размеров плат и последующей печати на 3Д принтере. Металлический даже не планировался, приличный алюминиевый анодированный корпус дороговато и царапается, и куча других нюансов. А гнуть самому красиво не получится.

1. Фен — «авиационный» GX16-8.

2. Паяльник — «авиационный» GX12-6.

Немного фото

P.S. Первую версию я сохранил в черновиках на память.

Паяльная станция своими руками

В этой записи хочу рассказать о том, как я собрал себе паяльную станцию. Разработана она одним хорошим парнем Виталием Сусским ( susskiy ). Сразу хочу выразить ему огромную благодарность за отличную техническую поддержку, практически 24/7, в процессе моей сборки этой станции. Спасибо тебе Виталий! 🙂 Повторяемость этого проекта замечательная! Если есть опыт в сборке радиолюбительских конструкций, то я уверен у вас тоже получится её повторить.

Далее несколько фотографий процесса сборки. Особо подробно я не снимал, поэтому данная статья это скорее отзыв.

Так как в фене есть встроенный геркон, а прошивка паяльной станции умеет отключать нагревательный элемент фена когда этот геркон замыкается (положили фен на подставку с магнитом). То я ради такой возможности распотрошил старый мертвый жесткий диск и вынул от туда неодимовый магнит. И приколхозил от себя подставку под фен, к которой и прилепил этот магнит.

Ну и вот собственно кадры финального вида собранной станции.

Вот все ссылки на комплектующие из Китая, которыми со мной любезно поделился Виталий:

Ссылка на файлы для повторения из под видео, которое опубликовано в статье автора.

Общая стоимость сборки у меня вышла до 3000р (в Китае я закупился на 1746 р, изготовление корпуса в рекламном агентстве стоило 470 р и на детали для платы управления, а так же переменные резисторы, переключатели и провода в местном магазине радиодеталей я потратил примерно 800р). Ах да! Неодимовый магнит из распотрашенного жесткого диска — бесценно! ))) Много это или мало, решайте сами.

Заключение: проект данной паяльной станции имеет очень хорошую повторяемость, а так же после сборки отличные технические характеристики. Паяльник нагревается быстро, фен — очень быстро. Станция получается очень компактной, но при этом достаточно тяжелой, чтобы не скользить по столу вслед за кабелем от паяльника например. Ну и конечно приятно пользоваться тем, что собрал своими руками!))

Ещё раз огромное спасибо Виталию за поддержку в процессе сборки!

Видео, описывающее работу этой паяльной станции вы сможете посмотреть в оригинальной статье Виталия вот по этой ссылке.

Спасибо всем за внимание! В работе ещё несколько интересных проектов, скоро будут отчеты!

Делаем ИК паяльную станцию на базе UYUE 946-3040. Проектирование.

В продолжение истории про нижний подогрев UYUE 946С, который я покупал в качестве бюджетного приспособления для пайки SMD, но как обычно, захотелось чего-то улучшить и я полез в очередные дебри того, что мне может никогда и не пригодится.

На тот момент, у меня получилось проверить стол в работе, покрасить его в черный цвет. Убедиться в том, что краска царапается и нужно придумывать какую-то защиту этому покрытию.

Кроме этого, вариант с верхним подогревом в виде фена имел определенные минусы в виде сдувания деталей при большом потоке и недогрева при малом.

И вроде я сначала думал добавить верхний ИК подогрев, вместо фена, заказал керамический нагревательный элемент 60х60мм.

Потом подумал, что этой штукой нужно как-то управлять и взял диммер.

Но посмотрев видео по самостоятельной сборке подобного устройства, докупил PID контроллер REX C100, который шел в комплекте с реле и датчиком температуры к типа.

Уже после того, как мне все отправили, возникла мысль о том, что дорабатывать нагреватель 200х200мм, как-то не очень перспективно, из-за ограниченных размеров. Нормальными вариантом виделся размер E-ATX платы 340 х 260мм, который должен был покрыть все возможные варианты применения.

И дальше выяснилось, что размер не маленький и банально, даже корпус под подобную поделку придется конструировать самостоятельно из говна и палок алюминиевых уголков или остатков старой радиоаппаратуры, которой у меня особо не было.

В качестве нагревательного элемента можно было использовать ту же алюминиевую плиту, добавив снизу вторую пару нагревательных элементов. Или, как все остальные, купить 4-6шт китайких керамических нагревателей 240х60мм на 600вт и придумать, как соединить их в кучку, чтобы не вышибло пробки.

В процессе изучения материала, у меня неоднократно возникала мысль, все бросить и купить готовое изделие типа IR 8500.

Однако, ценник на данную станцию получался в районе 40тр и никак не опускался ниже, в то время как размеры ее рабочей поверхности оказались 200х400мм, что не выглядело моим идеалом и достигалось простой покупкой второго нижнего подогрева за 3600р.

Но вся эта ерунда работала только для простых задач, а если нужно были паять BGA чипы, то возникала необходимость ступенчатого изменения температуры при помощи верхнего подогрева.

Реализация верхнего подогрева оказалась вполне понятной и была неоднократно расписана самодельщиками на просторах интернета.

Покупался более продвинутый PID controller PC410 который мог работать с некоей последовательностью действий типа: разогреть плату до 150 градусов на 10 минут, потом прогреть до 200 на 5 минут и как-то так.

В качестве нагревательного элемента использовался керамический нагреватель 60х60мм или 80х80мм, заключенный в металлический кожух.

К моему удивлению, такая штука оказалась в свободной продаже по цене около 3тр с доставкой. Конечно, нужно было еще соорудить некий кронштейн для позиционирования верхнего подогрева, но али в помощь, там полно деталей для сборки ЧПУ, которые можно использовать для сборки подобного устройства.

Но камнем преткновения оказался корпус. Оказалось, сделать подобный корпус на заказ стоит от 3 до 10тр, в зависимости от мастера. Сооружать самостоятельно из алюминиевых уголков я не хотел из-за увиденного на каналах ютуба, где подобные подогревы преобладали в своей массе, над заводскими.

Кроме этого, корпуса были совмещенные, блок управления с нагревателем вдоль, что тоже мне не нравилось, потому что часто для такого размещения приходилось увеличивать ширину устройства, для размещения PID регуляторов.

В моем случае, к 300-400мм, добавлялось 50мм ширины С100 нижнего подогрева и 100мм ширины PC410 верхнего подогрева, что в сумме давало более 550-600мм общей ширины устройства.

Но, на мое счастье, я таки нашел решение проблемы в виде нижнего подогрева UYUE 946-3040.

Это почти то же самое, что и у меня, только в размере 300х400 мм, т.е. целевой размер для постройки паяльной станции. В нижней части располагался блок управления, в верхней нагревательный элемент.

Если сравнивать с моим UYUE 946С, то я платил более 10 тр просто за корпус. Однако, если сравнивать с 8500, тут получалась двукратная экономия по цене при увеличении площади обогрева и платил я за возможность собрать что-то свое, т.е. реализовать хотелку. И я заказал UYUE 946-3040.

Оставалось только докупить необходимые запчасти, которые есть в станции 8500 и установить в UYUE 946-3040.

И к нижнему подогреву UYUE 946-3040 я докупил:

1. Верхний подогрев в сборе — 3000р
2. PID PC410 — 3800р
3. Температурный датчик верхнего подогрева — 700р
4. Светодиодный светильник — 700р

Разноцветные кнопки у меня где-то были, был баллон с черной краской. Начало положено 🙂

Но я не рассказал, самого главного, с моей точки зрения.

Паяльная станция BGA IR8500 не была бы таким популярным продуктом, а точнее ее компонент PC410, если бы не умела общаться с компьютером. Вместе с 8500 прилагается диск с софтом, который позволяет мониторить процесс нагрева и как оказалось, делается это все через стандартные возможности PID контроллера PC410, который имеет выход на COM порт, а через него на USB вход компьютера.

Т.е. основная идея была в том, чтобы собрать из нижнего подогрева UYUE 946-3040, что-то типа IR8500, только на алюминиевой плите увеличенного размера, с раздельным включением верх-низ и прочими улучшениями типа, керамического стекла от индукционной плиты сверху, чтобы не царапалось покрытие на плите.

Если обратить внимание на детали, то весь крепеж и компоненты, стандартные, продаются на али. Нужно просто сунуть все это в нижний ящик и соединить проводами. По креплению верхнего подогрева были очень интересные примеры в сети, намного более элегантные, чем у IR8500, сделанные на валах от CNC и прочей похожей комплектухе. Нестандартные детали сделаю на фрезерном станке.

Как обычно, нужно было продумать план Б, если не сработает план А.

Алюминиевую плиту нагревателя я готов был заменить на пачку керамических нагревательных элементов 240х60мм и сверху накрыть керамическим стеклом от индукционной плиты, которое я заранее приобрел.

Были нарекания на работу китайского верхнего керамического нагревателя 80х80мм из за его избыточной мощности и я заранее заказал 60х60мм меньшей мощности, который могу включить тоже через «светофильтр» из керамического стекла.

Кроме этого, хорошо себя зарекомендовал в этих станциях, вариант с применением другого нагревательного элемента от брендового производителя и другой вид ИК лампы, имеющий меньшую инертность.

Вообще, как я выяснил, читая обзоры, самое важное в таких станциях, это работа верхнего подогрева, точность в выставлении температуры, отсутствие скачков при разогреве. Все это может быть достигнуто довольно простыми и бюджетными способами, если нижний подогрев выполняет свою задачу на должном уровне. Т.е. сначала нужно будет разобраться с работой UYUE 946-3040, а потом придет время более «творческим» вопросам.

Жду пока все приедет. Надеюсь, до НГ будет возможность собрать все в кучу.

Паяльная станция своими руками

Цифровая паяльная станция на микроконтроллере Atmega 328P, создается по схеме Oleg A.
Список деталей:
— Микроконтроллёр: Atmega328p Перейти
— LCD дисплей 16х2 Перейти
— ОУ: LM358 Перейти
— Опторазвязка: MOC3063 Перейти
— Мосфет: IRFZ44N ( 2 шт.) Перейти
— Симистор: BT138 Перейти
— Стабилизатор: L7812CV Перейти
— Стабилизатор: L7805CV Перейти
— Потенциометр: 10К ( 3 шт. ) Перейти
— Подстроечный резистор: 10К ( 3 шт. ) Перейти
— Светодиод: 3 мм, 20мА ( 2 шт. ) Перейти
— Резонатор: 16 Мгц Перейти
— SMD резистор: 220 ( 2 шт. ), 10К ( 4 шт. ), 220К ( 2 шт. ) Перейти
— SMD конденсатор: 1 мкф ( 3 шт. ) Перейти
— Переключатель: (3 шт. ) Перейти
— Гнездо: GX16 5 и 8 пин Перейти
— Блок питания: импульсный блок питания 24В 4А Перейти
— Паяльник на 24В с К термопарой Перейти
— Фен с встроенным вентилятором с К термопарой Перейти

Канал Oleg A.: Перейти
Оригинальная статья: d-serviss.lv
Статья на моем сайте: NaNo.net.ua
Плата в LAY (Sprint-Layout 6) доработана мной, лучше разведена и сгрупированы выводы: Скачать
Плата в LAY Доработана, добавлен выбор типа паяльника (Tr — термистор, Tp — термопара, нужно припаять соответственно на разъем вывода) и выбор питания вентилятора фена (24В или 12В): Скачать
Плата в PDF, у кого нет Sprint-Layout или не хочет в нем разбираться: Скачать
Скачать скетч для среды Arduino ver. 0.5 Скачать * пароль на архив «d-serviss.lv»
Форум по этой паяльной станции: перейти

Видео первого запуска без паяльника и фена, электроника заработала с первого раза:

При запуске обнаружилось что микроконтроллер работает на частоте 1МГц вместо 16МГц, прошил в ATmega правильные FUSE Bits и все стало как нужно:
​​

Сменить нужно фюзы на внешний кварцевый резонатор частотой выше 8МГц и отключить CLKDIV8,
Фюзы по умолчанию: Low = 62 и High = D9 и измененные: Low = DE и High = D9 (Это для ATmega 328, для других МК используйте фюзикалькулятор)

Промучился с паяльником, при подключении паяльника, БП уходил в защиту. Купил новый БП по мощнее, он в защиту не уходил, но выдно было что его сильно нагружало. Решил прозвонить, поискать, может где что не правильно подключил, когда в корпус пересаживал и обнаружил что короткое между нагревателем и термопарой на паяльнике.
На видео видно как при включении загорается в начале нагревателя, а потом греется сама спираль:

Наверное последнее видео текущей версии паяльной станции. Новая версия уже на подходе.

Видео по прошивке Atmega 328P. В видео раскрываются некоторые вопросы связанные с прошивкой: Фен 24В, .hex файл для прошивки программатором, Fuse bits…

Проект еще не завершен. Будет замена блока питания , нужен новый нагреватель в паяльник и нужно сделать корпус лицевую панель. В продолжение проекта получилась новая плата под паяльник с терморезистором и немного дописан код — работу видно на последнем видео. Продолжение следует…